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Transcrição

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO
CENTRO DE CIÊNCIAS HUMANAS E NATURAIS
DEPARTAMENTO DE OCEANOGRAFIA E ECOLOGIA
PROGRAMA DE GRADUAÇÃO EM OCEANOGRAFIA
WIKTOR DUDA WIOREK
VARIAÇÃO MORFOLÓGICA E SEDIMENTOLÓGICA DE UM TRECHO
DE PLANÍCIE DE MARÉ NO CANAL DA PASSAGEM, VITÓRIA-ES
VITÓRIA
2013
WIKTOR DUDA WIOREK
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado
ao Curso de Oceanografia da Universidade
Federal do Espírito Santo, como requisito
parcial para a obtenção do título de
Oceanógrafo.
Orientador: Prof. Drª. Valéria da Silva Quaresma
VITÓRIA
2013
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO
CENTRO CIÊNCIAS HUMANAS E NATURAIS
DEPARTAMENTO DE OCEANOGRAFIA E ECOLOGIA
CURSO DE GRADUAÇÃO EM OCEANOGRAFIA
Por
WIKTOR DUDA WIOREK
Trabalho de conclusão de curso apresentado ao Curso de Graduação em
Oceanografia do Departamento de Oceanografia e Ecologia do Centro de Ciências
Humanas e Naturais da Universidade Federal do Espírito Santo, como requisito
parcial para obtenção do grau de bacharel em Oceanografia.
Entregue dia 26 de abril de 2013.
COMISSÃO EXAMINADORA
_____________________________________
Prof. Dra. Valéria da Silva Quaresma
(Orientadora)
Universidade Federal do Espírito Santo – DOC
_____________________________________
Prof. Dra. Jacqueline Albino
_____________________________________
Estefania Godinho
RESUMO
As planícies de maré, que em regiões tropicais podem abrigar manguezais, são
consideradas ecossistemas costeiros de transição entre os ambientes marinho e
terrestre, típico de regiões estuarinas. Estes ambientes caracterizam-se pelo
acúmulo de sedimentos e detritos de granulometria fina, ricos em matéria orgânica e
com pouco oxigênio. Numa determinada faixa da planície de maré localizada
adjacente ao manguezal do Canal da Passagem, foi investigada a sua variação
morfológica e sedimentológica identificando e caracterizando sua tendência, seja ela
erosiva, estável ou deposicional, e a sua relação com as principais condicionantes
hidrodinâmicas. Foram realizadas medições mensais entre março de 2010 e
setembro de 2012 da altura do fundo da planície de maré, juntamente com coletas
de sedimento superficial em duas estações amostrais para tratamentos laboratoriais.
Os resultados mostraram que o padrão de variação morfológica identificado
apresentou uma tendência de acresção entre as estações 1 e 2 nos primeiros dois
anos de monitoramento e uma tendência estável no último ano, além ainda de uma
forte relação com a pluviosidade local. Os teores de matéria orgânica, carbonato de
cálcio e areia encontrados no sedimento superficial, apresentaram resultados dentro
do esperado para regiões de planície de maré associada a manguezais. As obras
realizadas para construção da nova Ponte da Passagem foram determinantes para
modificação do equilíbrio morfológico e sedimentológico da planície de maré.
Palavras chave: Sedimento coesivo, Planície de maré, Transporte de sedimento,
Pluviometria.
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1: Ciclo geral dos processos de deposição e ressuspensão de sedimentos
coesivos .................................................................................................................... 13
FIGURA 2: Área de estudo. (a) Localização da área de estudo na costa do Espírito
Santo. O quadrado amarelo destaca a área estudada. (b) Localização específica da
planície de maré no Canal da Passagem ................................................................. 17
FIGURA 3: Estações amostrais da área de estudo. (a) Estação 1 próximo à
vegetação. (b) Estação 2 próximo ao canal principal ............................................... 19
FIGURA 4: Medição da altura da planície de maré .................................................. 20
FIGURA 5: Coleta de amostras do sedimento superficial em cada estação
amostral .................................................................................................................... 20
FIGURA 6: Variabilidade temporal da média da altura do fundo das estações
amostrais .................................................................................................................. 22
FIGURA 7: Variação temporal da precipitação entre novembro-07 e setembro-12 na
cidade de Vitória-ES ................................................................................................ 22
FIGURA 8: Modelo morfodinâmico de uma planície de maré na Baía de Hangzhou:
(a) período de baixa energia; (b) período de alta energia ........................................ 23
FIGURA 9: Nova Ponte da passagem ..................................................................... 25
FIGURA 10: Instalação dos novos pilares de sustentação da Ponte da
Passagem ................................................................................................................. 26
amostrais e da pluviosidade entre os meses de abril-10 e setembro-10 ................. 28
amostrais e da pluviosidade entre os meses de outubro-10 e março-11 ................. 29
FIGURA 13: Variabilidade temporal da média da altura do fundo estações das
amostrais e da pluviosidade entre os meses de outubro-11 e março-12 ................. 31
FIGURA 16: Variação do teor de matéria orgânica durante o período de
monitoramento.
(a)
Monitoramento
de
novembro-07
a
setembro-09.
(b)
Monitoramento de março-10 a setembro-12 ............................................................ 34
FIGURA 17: Gráficos de correlação. (a) Relação entre o teor de matéria orgânica e
densidade do sedimento; (b) Relação entre o teor de matéria orgânica e porosidade
do sedimento ............................................................................................................ 36
FIGURA 18: Variação do teor de carbonato de cálcio durante o período de
monitoramento ......................................................................................................... 37
FIGURA 19: Gráficos de correlação. (a) Relação entre o teor de carbonato e
densidade do sedimento; (b) Relação entre o teor de carbonato e porosidade do
sedimento ................................................................................................................. 38
FIGURA 20: Variação do teor de areia durante o período de monitoramento. (a)
Monitoramento de novembro-07 a setembro-09. (b) Monitoramento de março-10 a
setembro-12 ............................................................................................................. 39
FIGURA 21: Gráfico de correlação entre teores de areia e matéria orgânica ......... 41
FIGURA 22: Gráficos de correlação. (a) Relação entre o teor areia e densidade do
sedimento; (b) Relação entre o teor de areia e porosidade do sedimento ............... 42
FIGURA 23: Variação da densidade do sedimento superficial durante o período de
monitoramento. (a) Monitoramento de novembro -07 a setembro-09. (b)
Monitoramento de março-10 a setembro-12 ............................................................ 43
FIGURA 24: Gráfico de correlação entre densidade e porosidade .......................... 45
FIGURA 25: Conversões entre as medidas mais utilizadas para superfície de
sedimentos ............................................................................................................... 45
FIGURA 26: Variação da porosidade ao longo do período de monitoramento ........ 46
LISTA DE TABELAS
TABELA 1: Composição do sedimento da planície de maré em porcentagem ....... 37
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO .................................................................................................. 07
2. OBJETIVOS ....................................................................................................... 09
2.1. OBJETIVO GERAL ..................................................................................... 09
2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ....................................................................... 09
3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ............................................................................ 10
3.1. PLANÍCIE DE MARÉ ..................................................................................
3.1.1. Geomorfologia .....................................................................................
3.1.2. Hidrodinâmica ......................................................................................
3.2. SEDIMENTO COESIVO .............................................................................
3.2.1. Caracterização do sedimento coesivo .................................................
3.2.2. Mecanismos envolvidos no transporte de sedimentos coesivos .........
3.2.2.1. Floculação ....................................................................................
3.2.2.2. Deposição ....................................................................................
3.2.2.3. Consolidação ................................................................................
3.2.2.4. Erosão ..........................................................................................
10
10
11
12
12
13
13
14
14
15
4. ÁREA DE ESTUDO .......................................................................................... 16
4.1. CARACTERÍSTICAS GEOGRÁFICAS ....................................................... 16
4.2. CARACTERÍSTICAS MORFOLÓGICAS ................................................... 18
4.3. CLIMATOLOGIA E HIDROGRAFIA .......................................................... 18
5. METODOLOGIA ............................................................................................... 19
5.1. MONITORAMENTO EM CAMPO DA PLANÍCIE DE MARÉ ......................19
5.2. ANÁLISES LABORATORIAIS ....................................................................21
6. RESULTADOS E DISCUSSÃO ......................................................................... 22
6.1. MORFOLOGIA DA PLANÍCIE DE MARÉ ....................................................22
6.2. PROPRIEDADES DO SEDIMENTO ............................................................. 32
6.2.1. Matéria Orgânica ................................................................................. 33
6.2.2. Carbonato de Cálcio ............................................................................ 36
6.2.3. Teor de Areia ....................................................................................... 38
6.2.4. Densidade e Porosidade ..................................................................... 42
7. CONCLUSÕES .................................................................................................. 48
8. REFERÊNCIAS ................................................................................................ 50
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1. INTRODUÇÃO
Manguezais são ecossistemas de florestas em ambientes de intermarés,
costeiros, abrigados, salinos a salobros, característico de regiões tropicais e
subtropicais (SILVA, 2004). Estão geograficamente concentradas ao longo das
partes abrigadas de costas como estuários e lagunas, e apresentam excelentes
condições para a reprodução e alimentação de diversas espécies de animais.
É de geral entendimento que as características de áreas intermarés são
determinadas por complexas e cumulativas interações entre hidrologia, dinâmica de
sedimentos, processos orientados por tempestades, mudanças do nível do mar,
subsidência, colonização e distúrbios por parte de animais (VARNELL et al., 2003).
Devido aos diversos tipos de fatores que condicionam sua dinâmica, o seu
entendimento passa a ser complexo. Para isso diversos estudos tem sido
desenvolvidos para entender os processos morfodinâmicos, bem como mecanismos
de erosão, deposição dessas áreas.
Le Hir et al., (2000) estudaram a influência do atrito de fundo causado por
ondas e correntes transversais e longitudinais, no transporte de sedimentos sobre
planícies de maré em três locais distintos, baía de Marennes-Oléron, na costa oeste
da França, no estuário de Humber na Inglaterra e no estuário de Le Havre na França.
Para explicar o comportamento morfodinâmico de uma planície de maré Pritchard et
al., (2002) desenvolveram um modelo matemático de transporte de sedimentos que
mostrar como essas áreas são dependentes das correntes de maré e do suprimento
de sedimentos. Quaresma et al., (2007) mostraram que diferentes forçantes como
assimetria na variação de maré e ondas de alta energia definem o padrão do
transporte de sedimentos de fundo no sistema planície de maré-marisma em Hythe
na Inglaterra.
O sistema estuarino Baía de Vitória-Canal da Passagem é considerado uma
importante região sócio-econômica no estado do Espírito Santo e os manguezais
compõem uma boa parte de sua área total. A degradação sofrida por esse sistema é
um fato recorrente em sua história sendo promovida pela ocupação populacional em
seu entorno, principalmente por comunidades pesqueiras que buscam sustento em
suas águas, aterros, implantação de indústrias e atividades portuárias. Vários outros
processos, tais como dragagem e despejo de poluentes, em particular metais
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pesados os quais ficam adsorvidos nas partículas de argila e silte, também
contribuem para o desequilíbrio destas áreas.
Conhecer a dinâmica sedimentar coesiva dessa e de outras áreas é de
extrema importância para a minimização e controle de impactos ambientais e
consequentemente a preservação e manutenção desses ecossistemas.
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2. OBJETIVOS
2.1. OBJETIVO GERAL
Determinar a variação morfológica e sedimentológica superficial da planície de
maré devido às alterações pluviométricas, verificando sua tendência, seja ela erosiva,
estável ou deposicional.
2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Avaliar a variação morfológica superficial da planície de maré;

Avaliar a correlação da densidade, porosidade, matéria orgânica e
carbonato de cálcio com a morfologia superficial local;

Avaliar a influência dos processos climáticos e hidrodinâmicos;

Avaliar o comportamento do sedimento coesivo;

Determinar a influência das alterações antropogênicas devido a
construção da Ponte da Passagem.
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3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
3.1. PLANÍCIE DE MARÉ
As planícies de maré em estuários são habitats sedimentares intermarés
criados pela deposição de sedimento em ambientes costeiros de baixa energia (DE
BACKER et al., 2010). Elas representam um rico e produtivo ecossistema,
fornecendo um importante habitat que suporta grandes densidades de invertebrados
bentônicos e diversas funções ecológicas chaves (ERFTEMEIJER, et al.,1999) como
oferecer proteção contra inundações e tempestades que causam erosão das
margens de rios e estuários, além da manutenção da biodiversidade (MORBEG e
RONNBACK, 2003).
As planícies de maré podem ser encontradas tanto em altas como baixas
latitudes, sendo esta normalmente colonizada por manguezais. Pode-se encontrar
tanto planícies lamosas como arenosas (DYER, et al., 2000). Ecologicamente,
apresentam excelentes condições para reprodução, alimentação e proteção para
várias espécies de animais (DYER, 1998).
3.1.1. Geomorfologia
São áreas mais rasas que o canal principal sendo normalmente inundadas
durante o período em torno da preamar e permanecem emersas durante o período
de baixa-mar. Apresentam baixo gradiente, cerca de 1:1000 (AUGUSTINUS, 1995
apud RIGO, 2004).
A região intermarés em zonas tropicais desenvolve uma zonação típica descrita
a seguir em três zonas (KLEIN, 1985):

Planície de maré inferior: varia entre o nível médio de maré baixa de
quadratura e o nível médio de maré baixa de sizígia e às vezes sujeita a
fortes correntes de maré.

Média planície: localizada entre o nível médio de maré baixa de
quadratura e o nível médio de maré alta de quadratura.

Planície de maré superior: varia entre o nível médio de maré alta de
quadratura e o nível médio de maré alta de sizígia. São inundadas
completamente somente durante preamares de sizígia. Acima delas estão
localizados os manguezais.
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O perfil morfológico de uma planície de maré é controlado primeiramente pela
variação de maré, clima de ondas, composição e fonte dos sedimentos, além da
capacidade da vegetação de aprisionar sedimentos (WHITEHOUSE, et al., 2000).
A elevação da superfície do manguezal é resultado do processo de acreção de
sedimento e que diminui o tempo de inundação da maré. A taxa de acreção pode
diminuir se uma menor quantidade de sedimento é colocada no ambiente, gerando
menor tempo para a deposição (PETHICK, 1988). De acordo com Carter (1988), à
medida que esse processo ocorre, a superfície do manguezal aumenta, as taxas de
acreção e deposição diminuem e consequentemente o sistema entra em equilíbrio.
3.1.2. Hidrodinâmica
O comportamento dinâmico de uma planície de maré é controlado pela
interação de processos e parâmetros que variam em escalas espaço-temporais
(BLACK & PATERSON, 1998). De acordo com Eisma (1997), as principais forçantes
que o sistema planície de maré-manguezal pode sofrer são as marés, circulação
induzida pelo vento, ondas, circulação dirigida pela densidade e o processo de
drenagem, sendo essa última específica para áreas intermarés onde elas são
sujeitas e expostas à descargas de água.
A ação de correntes pela subida e descida das marés é a principal
condicionante da planície de maré, mas a ação de ondas pode influenciar (BIRD,
2008). Essas forças hidrodinâmicas atuam nas partículas de sedimento podendo
gerar ripples na planície arenosa. O comprimento de onda e a altura das ripples
estão relacionadas à velocidade de corrente local e ao tamanho das partículas de
sedimento (TANCK, et al., 1999).
As forçantes são responsáveis pela advecção e dispersão, mas também elas
geram stress de fundo, o que é relevante para deposição e erosão de sedimento. O
stress de fundo é a combinação do efeito de interações não lineares no fundo entre
o fluxo médio e as ondas (LE HIR et al., 2000).
A planície de maré apresenta uma hidrodinâmica caracterizada inicialmente
pelo período de subida da maré em que sua corrente avança sobre a planície até
alcançar a vegetação do manguezal adjacente à planície superior, margeando o
canal estuarino. Neste local são encontrados obstáculos como troncos, galhos,
folhas e bioturbação. O sedimento inicialmente transportado durante a subida da
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maré acaba tendo parte aprisionada pela vegetação do manguezal, principalmente
nas raízes das árvores e durante o período de estofa da maré, esse sedimento em
suspensão é depositado. Esse processo ocorre quando a velocidade da corrente de
maré é inferior à velocidade de decantação do grão (MAZDA et al., 1997;
WOLANSKI & RIDD, 1986).
3.2. SEDIMENTO COESIVO
3.2.1. Caracterização do sedimento coesivo
Os sedimentos coesivos ocorrem comumente em ambientes estuarinos,
planícies de maré, marismas, lagunas e outros ambientes que possibilitem a sua
deposição (WHITEHOUSE et al., 2000). São compostos por uma mistura de argila,
silte, areia fina, matéria orgânica e às vezes gás no ambiente marinho, com sua
composição e seu comportamento variando no tempo e no espaço e sendo
governada pela disponibilidade de sedimentos, condições meteorológicas e
hidrodinâmicas, atividade biológica, entre outros (WINTERWERP & KESTEREN,
2004). Um sedimento que possui 10% de sua composição material menor que 63
micrômetros pode apresentar propriedades coesivas (WHITEHOUSE et al., 2000).
Os minerais podem ser do tipo argiloso e do tipo não argiloso. Os
argilominerais compõem maior porcentagem do sedimento coesivo, são silicatados e
sua estrutura consiste em um tetraedro de sílica e octaedro de alumínio e dentre
eles os mais comuns são a caulinita, ilita e a montmorilonita (WINTERWERP &
KESTEREN, 2004). Eles possuem uma superfície achatada, carregadas com íons
que criam uma interação eletromagnética entre as partículas que possuem ordem de
grandeza de igual ou maior magnitude que a força gravitacional. Essa interação
forma
um
aglomerado
de
partículas
laminares
que
se
chamam
flocos
(WINTERWERP & KESTEREN, 2004).
Os minerais não argilosos são compostos principalmente por quarzto e
carbonatos (WINTERWERP & KESTEREN, 2004). Os materiais orgânicos
compreendem detritos de animais, vegetais, bactérias e fungos (MEHTA, 1991).
A matéria orgânica (MO) tem uma grande importância na estabilidade do
sedimento principalmente em áreas intermarés. A MO existe no sedimento lamoso
como MO particulada (POM) e MO dissolvida (DOC). Pode ser originada tanto fora
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da área de sedimentação como pode ser gerada dentro do sedimento por processos
biológicos. A MO alóctone é degradada durante o processo de transporte e pode ser
composta por materiais mais resistentes, como a lignina. A MO autóctone é
produzida e utilizada através de processos metabólicos de organismos, como a EPS,
substância polissacarídeo extracelular (WINTERWERP & KESTEREN, 2004).
3.2.2. Mecanismos envolvidos no transporte de sedimentos coesivos
Os principais mecanismos de transporte de sedimentos coesivos serão
descritos a seguir, ilustrando-se na Figura 1.
Figura 1: Ciclo geral dos processos de deposição e ressuspensão de sedimentos coesivos (adaptado
de Maggi, 2005).
3.2.2.1. Floculação
Sedimentos coesivos tem o potencial de se agregar e formar flocos
(WINTERWERP & KESTEREN, 2004). Essa agregação é chamada de floculação e
esse processo é fundamental para a deposição, pois flocos maiores aumentam a
probabilidade desta ocorrer e sendo dependente da colisão entre as partículas e
eficiência de colisão (HUANG et al., 2006). Após serem formados, os flocos tendem
a depositar-se no fundo, sendo que flocos maiores possuem velocidade de
decantação maior, assim observa-se uma estratificação no pacote sedimentar onde
sedimentos mais finos ficam sobre sedimentos mais grosseiros (MAGGI, 2005).
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A colisão entre as partículas depende da concentração de material particulado
em suspensão na coluna d’água, da intensidade da turbulência do fluido e da
aproximação entre as partículas que é feita de forma aleatória, chamado movimento
Browniano, devido a cada uma possuir velocidade de sedimentação diferenciada
(TRENTO, 2005). A eficiência de colisão depende das características das partículas
em suspensão como, por exemplo, o teor orgânico e das condições do meio, onde a
salinidade tem um papel importante no processo (MEHTA, 1989).
A maior parte das partículas do sedimento coesivo apresentam cargas elétricas
negativas em sua superfície. Por causa dessas cargas, esse tipo de sedimento atrai
íons positivos de sais dissolvidos na água, assim como moléculas de água, criando
uma dupla camada elétrica. Essa dupla camada cria uma repulsão eletrostática,
evitando o choque entre duas partículas (MAGGI, 2005).
3.2.2.2. Deposição
Deposição envolve a deposição de partículas presentes na coluna d’água
sobre o fundo (WHITEHOUSE et al., 2000). De acordo com Huang et al., (2006), a
deposição de sedimentos coesivos é controlada pela tensão tangencial do fundo,
turbulência na zona próxima ao fundo, velocidade de decantação da partícula, tipo
de sedimento, profundidade, concentração de material particulado em suspensão e
pela constituição iônica do fluido.
A deposição ocorre quando a tensão tangencial do fundo é inferior à tensão
tangencial crítica de deposição, então os flocos se depositam quando apresentam
resistência suficiente ao corte e suportam as tensões tangenciais no fundo (HUANG
et al., 2006).
3.2.2.3. Consolidação
O processo de consolidação consiste na gradual expulsão de água intersticial
pelo próprio peso do sedimento acompanhado por um aumento de densidade do
sedimento e da sua resistência (WHITEHOUSE et al., 2000).
De acordo com Mehta et al., (1989), considera-se dois tipos de consolidação, a
consolidação primária e a secundária. A consolidação primária é causada pelo
próprio peso do sedimento que supera o excesso de pressão existente nos poros do
sedimento. Durante esse processo, o peso das partículas expulsa a água presente
nos poros mantendo-as unidas. A consolidação secundária começa durante a
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consolidação primária é causada pela deformação plástica do fundo sob ação de
uma carga constante sobre o sedimento.
3.2.2.4. Erosão
O processo de erosão é a remoção sedimento da superfície do fundo devido ao
stress causado pelo fluxo de água junto ao mesmo (WHITEHOUSE et al., 2000). De
acordo com Maggi (2005), a erosão ocorre quando a tensão tangencial no fundo é
superior à tensão tangencial crítica.
Araújo (2004), diz que a erosão de um sedimento é caracterizada por dois
parâmetros: pela erosão crítica, que corresponde à velocidade do escoamento a
partir da qual começa a erosão, e pela taxa de erosão, que representa a quantidade
de sedimentos que a erosão retira em um período de tempo. A erosão é dependente
de diversos fatores: da estrutura do fundo, da salinidade, da temperatura da água,
da precipitação, da atividade biológica no sedimento local, do pH, da história de
deposição das partículas, composição do sedimento, do teor de água intersticial, da
força erosiva do fluido e da concentração do material particulado em suspensão.
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4. ÁREA DE ESTUDO
4.1. CARACTERÍSTICAS GEOGRÁFICAS
A área de estudo localiza-se no sistema Baía de Vitória/Canal da Passagem,
região costeira centro-sul do estado do Espírito Santo, no município de Vitória entre
as coordenadas 20°13’ e 20°22’S e 40°16’ e 40°23’W (Figura 2).
O sistema da Baia de Vitória tem como principais contribuintes os rios Santa
Maria da Vitória com vazões médias mensais variando entre 8,1 e 25,6 m3/s, e rios
de pequeno porte como o rio Marinho, o Aribiri, o Bubu, o Córrego Piranema e o
Canal da Costa que contribuem com uma média anual próxima de 3 m3/s
(VERONEZ, et al., 2009), além do aporte marinho que contribui para a formação do
ambiente estuarino.
A Baía de Vitória pode ser considerada como parte do estuário do Rio Santa
Maria da Vitória pelo fato deste apresentar maior contribuição no aporte de água
doce. MIRANDA et al., (2002) afirma que de acordo com a classificação
geomorfológica comum, este estuário pode ser classificado como um estuário de
planície costeira. Além da Baia de Vitória, os outros corpos d’água que circundam o
sistema estuarino são o Canal da Passagem e a Baía do Espírito Santo.
O Canal da Passagem é uma ligação natural entre a Baía do Espírito Santo na
sua porção norte e a Baia de Vitória no ponto mais ao sul da Praia de Camburi,
recebendo a influência da maré em ambas as extremidades.
O ambiente estuarino proporciona o desenvolvimento de manguezais que são
os principais constituintes da vegetação ao norte do sistema Baia de Vitória/Canal
da Passagem e ocupam uma área em torno de 2.000 ha, distribuindo-se a leste pelo
município de Vitória, ao norte pelo município da Serra e a oeste pelo município de
Cariacica.
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a
b
Figura 2: Área de estudo. (a) Localização da área de estudo na costa do Espírito Santo. O quadrado
amarelo destaca a área estudada (Adaptado de Laboratório de Limnologia e Planejamento Ambiental
– UFES). (b) Localização específica da planície de maré no Canal da Passagem.
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4.2. CARACTERISTICAS MORFOLÓGICAS
O Canal da Passagem possui um comprimento de 10 km e sua possui uma
largura média de 80 m, com menor valor sob a Ponte da Passagem, chegando a 35
m (RIGO, 2004). Sua batimetria é variável, onde locais rasos durante a maré baixa
alcançam 1 m e locais mais profundos chegam até 9 m de profundidade e uma
média de 6 m em toda sua extensão (CASTRO et al., 2002).
A Ponte da Passagem divide o Canal da Passagem em duas porções, a porção
sul é onde se encontra o trecho urbanizado, desprovido de manguezais e é onde
ocorre o maior despejo de esgoto in natura ou sem o tratamento adequado. A
porção mais ao norte é praticamente composta por manguezais e possui um
comprimento de cerca de 7 km. As obras para a construção da nova Ponte da
Passagem realizadas entre julho de 2007 e agosto 2009 podem ter causado uma
alteração na dinâmica do local devido colocação de novos pilares para comportar a
nova ponte.
4.3. CLIMATOLOGIA E HIDROGRAFIA
A região apresenta um clima quente durante a maior parte do ano com médias
de temperatura anuais em torno de 22ºC, com máximas de 35ºC nos meses de
verão e mínimas de 15ºC nos meses de inverno.
O período chuvoso ocorre entre outubro e março onde se encontram as
maiores pluviosidades associadas ao período mais quente do ano. Entre abril e
setembro ocorre a estação seca onde chuvas ocorrem eventualmente associadas à
entrada de frentes frias, vindas predominantemente da região sul do Brasil.
O vento predominante da região é do quadrante N/NE associado aos ventos
alísios que sopram na maior parte do ano. Durante a chegada de frentes frias
percebe-se o predomínio de ventos do quadrante S/SE.
As marés observadas na área de estudo podem ser classificadas como
micromarés, atingindo amplitudes de menos de 2 m. Durante marés de sizígia
observam-se amplitudes de até 1.8 m, já durante marés de quadratura, a amplitude
observada cai para até 0.3 m.
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5. METODOLOGIA
O monitoramento deste presente trabalho ocorreu entre março de 2010 e
setembro de 2012, onde consiste numa continuação do trabalho realizado por
Godinho (2009) entre novembro de 2007 e outubro de 2009, empregando a mesma
metodologia utilizada. Ele envolveu amostragens de campo e análises laboratoriais.
Foi feito paralelamente a aquisição de dados mensais de pluviosidade para a cidade
de Vitória (INMET – Instituto Nacional de Meteorologia).
5.1. MONITORAMENTO EM CAMPO DA PLANÍCIE DE MARÉ
Para monitoramento da morfologia da planície de maré foram realizadas idas
mensais à campo, sempre durante a maré baixa seguindo a tábua de marés para o
Porto de Vitória (DHN – Diretoria de Hidrografia e Navegação Marítima).
Neste monitoramento foram feitas medições da altura da planície de maré
através da instalação de dois pólos, um próximo à vegetação (Estação 1) (Figura
3(a)) e outro próximo ao canal principal (Estação 2) (Figura 3(b)). Cada pólo
compreende duas barras metálicas que foram fincadas 1,5 m dentro do solo,
niveladas, e distanciam 1 m. Durante o levantamento outra barra de alumínio foi
posicionada sobre os pólos e nove medições foram realizadas entre a superfície e a
barra de alumínio (Figura 4). Foi feito um campo anterior a primeira medição para
instalação dos pólos para que houvesse a estabilização da superfície da planície. É
feita uma média com as nove medições de cada estação para se observar o
comportamento morfológico daquela área (QUARESMA, 2004).
Figura 3: Estações amostrais da área de estudo. (a) Estação 1 próximo à vegetação. (b) Estação 2
próximo ao canal principal.
P á g i n a | 20
Figura 4: Medição da altura da planície de maré.
Juntamente com as medições feitas em campo, foram feitas coletas de
amostras de sedimento na superfície da planície, ao lado dos polos, com recipientes
de volume conhecido em cada estação (Figura 5). As amostras eram imediatamente
levadas ao laboratório para análises.
Figura 5: Coleta de amostras do sedimento superficial em cada estação amostral.
P á g i n a | 21
5.2. ANÁLISES LABORATORIAIS
Em laboratório as amostras são pesadas com o recipiente. Com o volume e
peso do recipiente conhecidos, determina-se a massa para cálculo de densidade do
sedimento. Em seguida as amostras colocadas em uma estufa para secagem numa
temperatura de 40ºC durante 48 horas. Após a secagem, são quarteadas pelo
método de cone (INGRAN, 1971) e separadas, aproximadamente 5 g de sedimento
para queima de matéria orgânica pelo método Mook & Hoskin (1982) e 10 g para
queima de carbonato pelo método de Ostrom (1961 apud Suguio, 1973). O teor de
matéria orgânica total foi obtido por meio de queima de sedimento em mufla, à
550ºC por 4 horas. Para a determinação do carbonato presente na amostra foi
realizada queima do sedimento com ácido clorídrico (HCl) 30%. Após a
efervescência, a amostra passa pelos processos de lavagem e secagem em estufa à
40ºC. A diferença entre o peso inicial, anterior à queima, e o peso final, após a
queima, corresponde ao teor de matéria orgânica total e carbonato da amostra,
conforme descrito por Gross (1971).
Após quantificar o teor de matéria orgânica, as amostras foram submetidas ao
peneiramento via úmida, descrito por Suguio (1973), para a determinação do teor de
areia da amostra.
Para determinação da densidade das amostras coletadas foi usado o método
de Amos & Sutherland (1994) onde
e
é a massa da mistura de sedimento e água
o volume do sedimento:
A porosidade do sedimento é determinada pela equação de Whitehouse et al.,
(2000), onde
é a densidade do sedimento,
densidade da água:
é a densidade da amostra e
é a
P á g i n a | 22
6. RESULTADOS E DISCUSSÃO
6.1. MORFOLOGIA DA PLANÍCIE DE MARÉ
O período de monitoramento da morfologia da planície de maré foi entre março
de 2010 e setembro de 2012, totalizando três anos de estudo.
A Figura 6 mostra que durante o período de monitoramento a planície
apresentou tendência acrescional de aproximadamente 6 cm para a estação 1 e 7
cm para a estação 2. A figura 7 indica a variação da pluviosidade para a cidade de
Vitória durante os cinco anos. Os dados são agrupados com os resultados obtidos
por Godinho (2009) para visualização de toda a evolução da planície de maré.
10,00
Altura do fundo (cm)
Estação 1
8,00
Estação 2
6,00
4,00
2,00
0,00
-2,00
out-07
dez-07
fev-08
abr-08
jun-08
ago-08
out-08
dez-08
fev-09
abr-09
jun-09
ago-09
out-09
dez-09
fev-10
abr-10
jun-10
ago-10
out-10
dez-10
fev-11
abr-11
jun-11
ago-11
out-11
dez-11
fev-12
mai-12
jul-12
set-12
-4,00
Campo (meses)
Figura 6: Variabilidade temporal da média da altura do fundo das estações amostrais.
Precipitação (mm)
700
600
500
400
300
200
100
nov/07
jan/08
mar/08
mai/08
jul/08
set/08
nov/08
jan/09
mar/09
mai/09
jul/09
set/09
nov/09
jan/10
mar/10
mai/10
jul/10
set/10
nov/10
jan/11
mar/11
mai/11
jul/11
set/11
nov/11
jan/12
mar/12
mai/12
jul/12
set/12
0
Tempo (Meses)
Figura 7: Variação temporal da precipitação entre novembro-07 e setembro-12 na cidade de VitóriaES.
P á g i n a | 23
Chen (1992) detalhando processos de transporte de sedimento e hidrodinâmica
de planícies de maré na Baía de Hangzhou e suas respostas morfológicas propôs
modelos de transporte de sedimentos e sua morfologia (Figura 8).
Figura 8: Modelo morfodinâmico de uma planície de maré na Baía de Hangzhou: (a) período de baixa
energia; (b) período de alta energia (adaptado de Chen, 1992).
Segundo o autor (op.cit.), em período de baixa energia, os sedimentos são
depositados na zona intermarés superior, sendo evidenciada a diminuição da taxa
de deposição nas áreas mais interiores, e o equilíbrio nas partes mais baixas da
zona intermaré, enquanto na zona submersa ocorre erosão (Figura 8(a)). Durantes
os períodos de maior energia, haviam duas zonas de deposição (zonas superior e
inferior) e uma zona de erosão, que estavam localizadas na parte superior da zona
intermarés, na zona submersa e na parte inferior da zona intermarés,
respectivamente (Figura 8(b)).
Quaresma et al., (2007) encontraram tendência erosiva na planície de maré de
Hythe no Reino Unido, onde não foi evidenciado um padrão de variações sazonais.
Os autores relacionaram o fato ao processo erosivo intenso observado durante o
período de verão, sendo que neste era esperado o contrário. Uma possível
explicação para esse comportamento foram as baixas taxas de erosão das escarpas,
o que acarretava a menor disponibilização de sedimentos para deposição nas
planícies de maré. Outro motivo também ressaltado seria a influência das ondas
geradas por barcos de pequeno porte que trafegam a altas velocidades na região
com maior frequência nessa época do ano. Nesse caso, a ação de ondas na zona
P á g i n a | 24
intermarés seria constante, mesmo em épocas de menor energia hidrodinâmica,
causando o processo erosivo observado.
Deloffre et al., (2005) determinaram em seu estudo na planície de maré Oisell,
no rio Sena-FRA, que os principais fatores controladores da dinâmica de sedimentos
no local seriam o fluxo do rio e as correntes de maré. Foi determinado que quando o
fluxo do rio aumentava, iniciava-se a deposição de sedimento sob a planície de maré
devido a constante submersão da mesma e o aumento da descarga de material
particulado em suspensão. Quando o fluxo diminuía, iniciaria então o processo de
erosão do material que foi depositado à montante no estuário. É neste momento que
as correntes de maré dominam a hidrodinâmica na planície de maré, causando
erosão e transferindo este material particulado para as zonas intermediárias do
estuário. Cabe ressaltar que diferentemente da região de Vitória, o período de
cheias ocorre nos meses de inverno, por isso os processos se alteram.
Godinho (2009) determinou que durante o período chuvoso a pluviosidade é a
grande condicionante da planície de maré no Canal da Passagem. No período
chuvoso entre novembro-07 e março-08 a estação 1 apresentou estabilidade
enquanto que a estação 2 apresentou erosão. O aumento do nível do canal faz com
que ocorra o alcance mais frequente das águas nas partes mais altas da planície de
maré, e devido à maior energia que é adicionada no sistema, as partes mais
próximas ao canal irão sofrer erosão. O período chuvoso no ano seguinte mostrou
um comportamento diferente, onde a estação 1 sofreu um intenso processo de
acresção. Este padrão estaria relacionado ao elevado volume de chuvas na bacia
hidrográfica, que indicou maior aporte de sedimentos nas partes mais internas da
planície.
Oliveira (2003) realizou estudos na região da Baía de Vitória e mostrou que a
vazão do rio Santa Maria da Vitória, tem grande influência no aporte de sedimentos
no sistema. O material erodido do leito, escoamento e ação da precipitação
configuram-se como principais formas de aporte de sedimentos para o fluxo de um
curso d’água. Sendo assim o maior volume de chuva faz aumentar a concentração
de material particulado em suspensão no sistema em estudo.
Devido a baixa ocorrência de chuvas durante o período seco, Godinho (2009)
determinou que as correntes de maré são as principais forçantes na dinâmica da
planície de maré. Foi observado que a parte mais interna da planície permaneceu
P á g i n a | 25
estável enquanto que a parte mais próxima do canal apresentou acresção. Nesse
período energia no sistema diminuiu e a chegada de água na planície ficou restrita
as partes mais baixas. A troca sedimentar ocorre basicamente na área próxima ao
canal, pois o sedimento transportado fica a cargo das correntes marés, que
mobilizam as partículas depositando e transportando-as dentro deste sistema. O
período seco do ano seguinte apresentou comportamento distinto, com acresção
evidenciada em ambas as estações.
Um importante fator que pode ter contribuído para o processo de intensa
acresção encontrado por Godinho (2009) em seu segundo ano de monitoramento foi
a construção da nova Ponte da Passagem (Figura 9). Ela iniciou do mês de julho de
2007, e se estendeu até agosto de 2009. A primeira etapa iniciou-se com a
colocação dos nove pilares de sustentação, onde quatro deles foram inseridos
diretamente no canal (Figura 10). Além disso, foram feitos aterros na região do
entorno para a colocação de outros pilares de sustentação. A colocação destes
pilares exigiu que fossem atravessados camadas de água, areia e lama até chegar a
rocha sã, onde a profundidade alcançou até 20 metros. Foi feito o derrocamento da
rocha do fundo do canal para que houvesse assentamento das camisas metálicas
da estação e para isso foram utilizados explosivos de detonação submersa (Ponte
Estaiada com Torres Metálicas, acessado em: 25 de março de 2013).
Figura 9: Nova Ponte da Passagem.
P á g i n a | 26
A colocação destes novos pilares neste período pode ter disponibilizado para o
sistema grandes quantidades de sedimento através do revolvimento do fundo e das
explosões submersas. Além disso, esses pilares podem funcionar como barreira
física que altera a hidrodinâmica local. Devido a grande quantidade de sedimentos
finos encontrados no ambiente estuarino, esse tipo de atividade constitui um forte
impacto ambiental, principalmente em áreas urbanas, visto que nesse tipo de
sedimento podem estar adsorvidos diversos poluentes, como metais pesados, que
ao serem disponibilizados ao ambiente, podem causar diversos problemas.
Poleto (2007) diz que elevadas concentrações de poluentes nos sedimentos
são bastante comuns em áreas urbanas industrializadas, e estes podem ser
transportados por longas distancias, que configurariam graves problemas ambientais.
Singh et al., (2005) mostraram que os metais pesados podem ser tanto
adsorvidos nos sedimentos quanto acumulados em organismos bentônicos,
chegando até atingir níveis tóxicos tanto para esses organismos como para quem os
consumir.
Figura 10: Instalação dos novos pilares de sustentação da Ponte da Passagem (ANTOLINI, acesso
em: 26 de março de 2013).
P á g i n a | 27
Outro fator que pode ter influenciado o distinto padrão encontrado por Godinho
(2009) durante o período chuvoso é o tempo de intervalo entre a data de realização
do trabalho de campo e a ocorrência de chuvas intensas. Quando o monitoramento
é realizado bem próximo ou durante um período de chuvas, é constatada erosão no
fundo da planície de maré. Em contrapartida, quando o mesmo é feito com intervalo
de uma semana ou mais da ocorrência de chuvas, é constatada acresção. Quando
ocorrem intensas chuvas sobre a bacia hidrográfica, o volume do canal irá aumentar,
consequentemente o seu fluxo e a capacidade de transporte do mesmo. Se a
energia for grande o suficiente ela poderá erodir o fundo da planície colocando em
suspensão e transportando o sedimento superficial para outras áreas, então neste
momento se constata erosão na planície de maré. Com o decorrer do tempo e a
diminuição das chuvas, o fluxo do canal diminui e sua capacidade de transporte
também, fazendo com que o sedimento que está sendo transportado em suspensão
se deposite sob a planície. Após este evento, é constatada a acresção.
O primeiro período analisado neste presente trabalho foi o período seco de
2010, entre março-10 e setembro-10, que mostrou um padrão semelhante com o
encontrado por Godinho (2009). A estação 1 apresentou estabilidade e a estação 2
acresção de até 1.75 cm (Figura 11). Cabe ressaltar que no final do período a
estação 2 apresentou acresção de 1.5 cm enquanto que a estação 1 sofreu uma
leve acresção de 0.15 cm. Isto pode estar ligado ao fato de o regime de chuvas
neste período seco ter sido maior que a média para a estação, onde no mês de julho
atingiu-se 90 mm, permitindo um maior aporte de sedimento para as partes mais
internas da planície.
P á g i n a | 28
10,0
700
8,0
600
Estação 2
Chuva
6,0
500
4,0
400
2,0
300
0,0
200
-2,0
100
-4,0
mar/10
Pluviosidade acumulada (mm)
Estação 1
0
abr/10
mai/10
jun/10
jul/10
ago/10
Campo (Meses)
Figura 11: Variabilidade temporal da média da altura do fundo das estações amostrais e da
pluviosidade entre os meses de março-10 e setembro-10.
O período chuvoso entre outubro-10 e março-11 apresentou com uma
tendência acrescional constante em ambas as estações. A estação 1 obteve uma
acresção de 2.5 cm e a estação 2 apresentou 3.1 cm de acresção (Figura 12). O
regime de chuvas nesta estação foi elevado, porém constante. Os meses de
novembro, dezembro e março ultrapassaram os 200 mm mensais. Apenas no mês
de novembro o monitoramento foi feito durante fortes chuvas, onde no dia da coleta
de dados, foi observada a precipitação de 26 mm durante todo o dia. Nos meses
restantes observa-se o intervalo de uma semana ou mais entre a data do campo e a
ocorrência de chuvas, explicando a acresção encontrada. A elevada quantidade de
chuvas neste período pode ter adicionado uma maior quantidade de sedimento ao
sistema, e como o nível de água no canal permaneceu mais elevado durante boa
parte do tempo, permitiram que esse sedimento fosse depositado de maneira mais
intensa em ambas as estações de monitoramento.
P á g i n a | 29
10,0
700
6,0
600
Estação 2
Chuva
500
4,0
400
2,0
300
0,0
200
-2,0
100
-4,0
out/10
Estação 1
8,0
0
nov/10
dez/10
jan/11
fev/11
Campo (Meses)
pluviosidade entre os meses de novembro-10 e março-11.
No período seco de 2011 a estação 1 mostrou tendência de estabilidade,
enquanto a estação 2 apresentou acresção de 2 cm durante o período (Figura 13).
As chuvas neste período foram menos intensas que as estações anteriores, com
média de 49 mm para toda estação, o que permite dizer que neste período de baixa
energia o grande condicionante da morfodinâmica da planície foram as correntes de
maré.
P á g i n a | 30
8,0
600
6,0
500
700
4,0
400
Estação 1
Estação 2
2,0
300
Chuva
0,0
200
-2,0
100
-4,0
abr/11
10,0
0
mai/11
jun/11
jul/11
ago/11
Campo (Meses)
pluviosidade entre os meses de abril-11 e setembro-11.
O último período chuvoso monitorado mostrou dois momentos distintos (Figura
14). Nos quatro primeiros meses, exceto em novembro, a planície apresentou uma
tendência de erosão em ambas as estações. Nos meses de outubro-11, novembro11, dezembro-11, e janeiro-12 apresentaram, respectivamente, 143, 251, 261 e 386
mm mensais. Apesar da intensa pluviosidade encontrada em novembro, a coleta de
dados foi feita antes do intenso período de chuvas, onde esta se concentrou no final
do mês, explicando a acresção encontrada. Nos três meses seguintes, chuvas fortes
foram constatadas no período do trabalho de campo, onde em janeiro encontrou-se
85 mm no dia da coleta.
A grande energia a qual o sistema foi submetido causou a erosão da superfície
da planície de maré monitorada em intensidade semelhante em ambas as estações,
0.34 cm na estação 1 e 0.29 cm na estação 2, isso devido ao elevado nível de água
do canal. Nos últimos dois meses do período, o regime de chuvas diminuiu, onde os
meses de fevereiro-12 e março-12 apresentaram respectivamente, 83 e 29 mm
mensais e ambas as estações apresentaram um padrão acrescional nesses dois
meses. O menor fluxo do canal causado pela diminuição das chuvas permitiu que o
sedimento em suspensão que estava sendo transportado se depositasse novamente
na planície, indicando este padrão.
P á g i n a | 31
Um importante ponto a ressaltar neste momento é que após um período de
intensa deposição na planície de maré nos anos anteriores, o sistema indica sinais
de atingir um equilíbrio. Após o inicio das obras da nova Ponte da Passagem, a
planície apresentou elevada acresção durante os três anos seguintes, chegando a
6.6 cm na estação 1 e até 9.3 cm na estação 2. Passado este período, pode-se
perceber que as flutuações da altura da planície de maré são menores, indicando
que o sistema está entrando em equilíbrio novamente.
8,0
600
700
6,0
4,0
500
Estação 1
Estação 2
400
Chuva
2,0
300
0,0
200
-2,0
100
-4,0
out/11
10,0
0
nov/11
dez/11
jan/12
fev/12
Campo (Meses)
pluviosidade entre os meses de outubro-11 e março-12.
Essa estabilidade do sistema é evidenciada na última estação monitorada, a
estação seca de 2012 onde ambas as estações apresentam este padrão (Figura 15).
No último mês de monitoramento, as estações apresentaram erosão na planície, de
0.3 cm na estação 1 e de 0.5 cm na estação 2. Essa erosão ocorreu devido ao
aumento do fluxo do canal devido uma forte chuva nos dias anteriores ao campo do
mês de setembro, causada por uma entrada de frente fria na região.
Deloffre et al., (2007) realizaram estudos de deposição em três diferentes
planícies de maré e mostraram que sua morfologia e o suprimento de sedimentos
influenciam fortemente os processos de sedimentação. A planície localizada no
estuário Medway é protegida de ações hidrodinâmicas como descarga do rio,
correntes de maré e turbulência, assim as taxas de erosão/deposição são próximas
P á g i n a | 32
de zero. Já nas planícies de maré do Sena e de Authie, as taxas de deposição anual
foram de 18 e 15 cm respectivamente. As grandes variações de maré semi-diurna
observadas, com pouco mais de 5 metros de amplitude, indicam este intenso
processo de deposição. Aliado a isto, as taxas de deposição da planície do Sena
são maiores quando a descarga do rio é baixa, permitindo que a zona de turbidez
máxima fique na área da planície de maré. Quando a descarga aumenta, a ztm é
empurrada para fora do estuário, na Baía do Sena.
8,0
600
6,0
500
700
Estação 1
4,0
2,0
400
Estação 2
Chuva
300
0,0
200
-2,0
100
-4,0
abr/12
10,0
0
mai/12
jun/12
jul/12
ago/12
Campo (Meses)
pluviosidade entre os meses de abril-12 e setembro 12.
A planície de maré do Canal da Passagem apresentou uma taxa anual de
deposição média de 1.42 cm para a estação 1, e de 1.18 cm para a estação 2, nos 5
anos de estudos realizados. As maiores taxas ocorreram no 2º, 3º e 4º ano de
monitoramento apresentando uma acresção total de 7.66 cm para a estação 1 e de
9.11 cm para a estação 2, enquanto que no último ano observou-se um padrão
estável.
6.2. PROPRIEDADES DO SEDIMENTO
A Tabela 1 indica as principais características do sedimento da planície de
maré estudada.
P á g i n a | 33
Tabela 1 – Composição do sedimento da planície de maré em porcentagem.
Média
Máximo
Mínimo
P1
P2
P1
P2
P1
P2
Matéria Orgânica
38.7
32.2
48.8
42.8
16
9.4
Carbonato
15.3
11.8
19.6
18.1
8.1
6.3
Areia
43.6
45.3
87.9
91.7
10.7
10.2
6.2.1. Matéria Orgânica
Os resultados mostram que os valores de matéria orgânica foram bastante
variados, com máxima de 48.8% e mínima de 16% na estação 1, e com máxima de
42.8% e mínima de 9.4% na estação 2. Os valores médios encontrados são de 38.7%
e 32.2% para as estações 1 e 2, respectivamente. O estudo feito por Dias (2005),
também no Canal da Passagem, encontrou média de 26.2% de matéria orgânica em
três pontos amostrais dispostos transversalmente ao sentido do canal.
Estes valores mostram que a planície de maré é rica em matéria orgânica,
onde esta provavelmente é originada no próprio ambiente a partir da decomposição
de folhas e galhos da vegetação local e também de outros organismos. No caso da
planície de maré do Canal da Passagem, as folhas são as grandes fornecedoras de
matéria orgânica para o sedimento devido a grande concentração encontrada na
camada superficial do mesmo. Além disso, essa área sofre diversos impactos
antrópicos, como o despejo de esgoto doméstico sem tratamento adequado, e esse
tipo de procedimento contribui bastante para o incremento de matéria orgânica no
sistema. Bernini & Rezende (2004) realizaram estudos sobre a estrutura da
vegetação em diferentes pontos do manguezal do estuário do rio Paraíba do Sul e
determinaram que a maior porcentagem de matéria orgânica que o Sítio 2
apresentava estaria relacionada à maior produção de detritos da floresta. Rossi e
Mattos (2002) realizaram um estudo no sistema de manguezais do estado de São
Paulo, e determinaram que os maiores valores encontrados de matéria orgânica
estariam associados a ambientes de baixa energia, enquanto que os menores
valores estariam associados à atuação das correntes fluvial e de maré que
P á g i n a | 34
mobilizariam os sedimentos e não favoreceriam a deposição e a permanência de
matéria orgânica.
A Figura 16 mostra que o teor de matéria orgânica sofreu variações ao longo
do período de monitoramento
700
Estação 1
50,0
600
Estação 2
40,0
500
Chuvas
400
30,0
300
20,0
200
10,0
100
0
nov-07
dez-07
jan-08
fev-08
mar-08
abr-08
mai-08
jun-08
jul-08
ago-08
set-08
out-08
nov-08
dez-08
jan-09
fev-09
mar-09
abr-09
mai-09
jun-09
jul-09
ago-09
set-09
out-09
0,0
a
Pluviosidade (mm)
Matéria Orgânica (%)
60,0
60,0
Estação 1
50,0
Estação 2
700
600
500
400
300
200
100
0
Chuvas
40,0
30,0
20,0
10,0
mar-10
abr-10
mai-10
jun-10
jul-10
ago-10
set-10
out-10
nov-10
dez-10
jan-11
fev-11
mar-11
abr-11
mai-11
jun-11
jul-11
ago-11
set-11
out-11
nov-11
dez-11
jan-12
fev-12
mar-12
abr-12
mai-12
jun-12
jul-12
ago-12
set-12
0,0
b
Pluviosidade (mm)
Data (meses)
Data (meses)
Figura 16: Variação do teor de matéria orgânica e da pluviosidade durante o período de
monitoramento. (a) Monitoramento de novembro-07 a setembro-09 (GODINHO, 2009). (b)
Monitoramento de março-10 a setembro-12.
Godinho (2009) determinou que nos dois primeiros anos de monitoramento, os
valores encontrados em ambas as estações variam entre 3 e 30%, com a estação 2
com maiores teores que na estação 1, fato este explicado através da importância
das forçantes hidrodinâmicas (fluxo do rio e correntes de maré) têm na entrada de
matéria orgânica no sistema, visto que elas atuam de maneira mais intensa na
estação 2.
P á g i n a | 35
Nos três anos seguintes, a quantidade de matéria orgânica aumenta, variando
entre 10 e 50% onde nos dois últimos anos a sua variabilidade foi menor, e, além
disso, a estação 1 apresentou maiores quantidades que a estação 2. Com a grande
acresção de sedimento na planície de maré ocorrida logo após o final de 2009, a
ação dessas forçantes ocorre com menor intensidade nas áreas mais internas da
planície, o que permite um maior acúmulo de matéria orgânica no sedimento.
Pode-se notar que o teor de matéria orgânica no sedimento varia conforme a
pluviosidade, onde uma maior quantidade de chuvas causa uma diminuição da
porcentagem de matéria orgânica na camada superficial do sedimento (Figura 16). A
pluviosidade é o fator determinante para aumentar o volume de descarga fluvial, e
consequentemente sua energia de transporte. O aumento da descarga promove
maior a capacidade de transporte de partículas finas, como argila e silte, juntamente
com a matéria orgânica que é facilmente adsorvida por elas, dificultando a sua
deposição.
A correlação entre o teor de matéria orgânica e densidade mostrou uma
tendência inesperada. De acordo com Whitehouse et al., (2000) aumento da matéria
orgânica no sedimento local teoricamente provocaria um aumento na densidade do
sedimento em função da elevação da propriedade coesiva desse sedimento. Os
resultados mostram que o aumento da matéria orgânica é relacionado a uma
diminuição de densidade (Figura 17(a)). Em relação a porosidade, o resultado foi
menos significativo devido ao espalhamento, não sendo constatada uma tendência
(Figura 17(b)).
P á g i n a | 36
60
a
50
y = -0,0673x + 110,66
R² = 0,5725
40
30
20
10
0
1000
1200
1400
1600
1800
Densidade (Kg/m³)
60
b
50
y = 21,707x + 8,6238
R² = 0,0158
40
30
20
10
0
0,6
0,7
0,8
0,9
1
1,1
1,2
Porosidade
Figura 17 - Gráficos de correlação. (a) Relação entre o teor de matéria orgânica e densidade do
sedimento; (b) Relação entre o teor de matéria orgânica e porosidade do sedimento.
6.2.2. Carbonato de Cálcio
A presença de carbonato no sedimento superficial da planície de maré foi
encontrada em baixas quantidades com máximas de 19.6 e 18.1% e mínimas de 8.1
e 6.3% nas estações 1 e 2 respectivamente, o que indica pouca representatividade
no estudo. Berrêdo et al., (2008) encontrou valores de 12,33% de média de
carbonato no sedimento do manguezal da Baía de Guaratuba no Paraná.
O carbonato encontrado é principalmente proveniente de organismos que
vivem e se alimentam na planície como pequenos crustáceos, poliquetas e moluscos,
sendo estes últimos encontrados em alguma quantidade fixados às raízes das
árvores da floresta de manguezal ao redor.
P á g i n a | 37
Os dados de carbonato medidos durante o período de monitoramento são
mostrados na Figura 18.
Carbonato (%)
Estação 1
25
20
15
10
5
0
Estação 2
Campo (Meses)
Figura 18: Variação do teor de carbonato de cálcio durante o período de monitoramento.
A estação 1 apresenta de maneira geral valores maiores de carbonato pelo fato
do local ser mais abrigado das intempéries hidrodinâmicas e meteorológicas,
favorecendo o desenvolvimento dos organismos que contribuem com essa
característica no sedimento. Outro fato a ser destacado é que em um local próximo a
área de estudo, é costume da comunidade pesqueira que vive próxima, a limpeza de
moluscos, como ostras e mexilhões, coletados nas áreas adjacentes, e o descarte
de carapaças pode contribuir para o aumento das quantidades de carbonato na
superfície da planície de maré.
O gráfico da Figura 19(a) mostra que apesar de baixas quantidades do teor de
carbonato encontrado, existe uma correlação com a densidade, onde a maior
quantidade de carbonato indica um sedimento de menor densidade. Em relação à
porosidade, o gráfico da Figura 19(b) apresenta um espalhamento grande, o que
não indica uma relação direta entre o teor de carbonato e a porosidade do
sedimento.
P á g i n a | 38
25
a
Carbonato (%)
20
y = -0,0182x + 34,486
R² = 0,4557
15
10
5
0
1000
1200
1400
1600
1800
Densidade (Kg/m³)
25
b
Carbonato (%)
20
y = 5,5634x + 7,3145
R² = 0,0108
15
10
5
0
0,6
0,7
0,8
0,9
1
1,1
1,2
Porosidade
Figura 19: Gráficos de correlação. (a) Relação entre o teor de carbonato e densidade do sedimento;
(b) Relação entre o teor de carbonato e porosidade do sedimento.
6.2.3. Teor de Areia
As concentrações de areia encontradas na planície de maré estudada foram
bastante significativas, com máximas de 87.9 e 91.7% e mínimas de 10.7 e 10.2%
nas estações 1 e 2 respectivamente, indicando que sua variabilidade no período de
monitoramento foi bastante elevada. Black & Paterson (1998) realizaram um estudo
sobre as propriedades do sedimento em quatro estações dispostas transversalmente
na planície de maré do estuário Humber. A quantidade de areia (em porcentagem)
em cada estação foi de 9.4, 15.9, 22.5, 23.1 nos estações A, B, C e D
respectivamente, sendo a estação A na parte mais interna da planície e a estação D
mais próxima do canal do estuário.
P á g i n a | 39
A Figura 20 representa a variabilidade do teor de areia ao longo do período de
monitoramento:
Estação 1
Estação 2
Chuvas
Areia (%)
80,0
60,0
40,0
20,0
a
nov-07
dez-07
jan-08
fev-08
mar-08
abr-08
mai-08
jun-08
jul-08
ago-08
set-08
out-08
nov-08
dez-08
jan-09
fev-09
mar-09
abr-09
mai-09
jun-09
jul-09
ago-09
set-09
out-09
0,0
700
600
500
400
300
200
100
0
Pluviosidade (mm)
100,0
Data (meses)
Estação 1
Estação 2
Chuvas
Areia (%)
80,0
60,0
40,0
20,0
b
mar-10
abr-10
mai-10
jun-10
jul-10
ago-10
set-10
out-10
nov-10
dez-10
jan-11
fev-11
mar-11
abr-11
mai-11
jun-11
jul-11
ago-11
set-11
out-11
nov-11
dez-11
jan-12
fev-12
mar-12
abr-12
mai-12
jun-12
jul-12
ago-12
set-12
0,0
700
600
500
400
300
200
100
0
Pluviosidade (mm)
100,0
Data (meses)
Figura 20: Variação do teor de areia e da pluviosidade durante o período de monitoramento. (a)
Monitoramento de novembro-07 a setembro-09 (GODINHO, 2009). (b) Monitoramento de março-10 a
setembro-12.
Godinho (2009) determinou que nos quatro primeiros meses do seu trabalho
(estação chuvosa), o teor de areia do sedimento variou de maneira semelhante para
ambas as estações, devido à sua principal condicionante, as chuvas, permitirem a
entrada deste tipo de sedimento no sistema. Nos meses seguintes (estação seca),
em que a dinâmica foi condicionada pela maré, houve um transporte de areia para
as partes mais internas da planície, ou seja, da estação 2 para a estação 1, quando
se evidenciou a entrada de frentes frias. A diminuição dos teores de areia do mês a
partir do mês de março-09 teve este fato associado à menor disponibilidade de areia
no sistema. Neste mesmo período, ocorreu a instalação dos novos pilares da Ponte
da Passagem, que podem ter causado um desequilíbrio no sistema devido ao
revolvimento do fundo. Isto causou a disponibilização de sedimentos lamosos para o
P á g i n a | 40
sistema. Além disso, os pilares podem agir como uma barreira física, alterando a
hidrodinâmica local e aprisionando esse sedimento no sistema, que acaba por ser
depositado nas áreas adjacentes. Com isso o sedimento passa a apresentar maiores
quantidades de silte/argila.
A partir do mês de março-10, os valores apresentam teores de areia
novamente elevados devido à alta pluviosidade encontrada nesta época, sendo 290
mm só neste mesmo mês. Pode-se notar durante o restante do período de estudo
que quando ocorreu um aumento de pluviosidade, ocorreu um aumento no teor de
areia presente na planície de maré. Isso ocorre, pois com a maior energia presente
no canal, ele ganha capacidade de transporte deste tipo de sedimento,
consequentemente a sua entrada no sistema. Com a diminuição da pluviosidade,
pode ser visto uma diminuição no teor de areia devido à baixa energia presente no
canal que permite a deposição de partículas finas na camada superficial da planície
de maré.
No decorrer dos últimos três anos, o teor novamente voltou a diminuir
apresentando menor variabilidade do que nos anos anteriores, o que mostra
novamente que o sistema aparenta estar entrando em equilíbrio após as
intervenções antrópicas já citadas neste presente trabalho.
Um ponto a ser destacado no período de monitoramento é a clara correlação
entre o teor de areia e o teor de matéria orgânica (Figura 21), onde o aumento do
teor de areia causa uma diminuição no teor de matéria orgânica, devido a sua mais
fácil adsorção pelas partículas finas (argila e silte). Souza et al., (1993) diz que
estudos tem demonstrado que sedimentos arenosos frequentemente apresentam
baixo percentual de matéria orgânica e menor capacidade de retenção de nutrientes
se comparados a sedimentos argilosos.
P á g i n a | 41
60,0
y = -0,494x + 53,55
R² = 0,668
50,0
40,0
30,0
20,0
10,0
0,0
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
Areia (%)
Figura 21: Gráfico de correlação entre teores de areia e matéria orgânica.
A correlação entre os dados de teor de areia e densidade mostra que existe
uma clara influência entre os dois, onde existe uma tendência de aumento de
densidade com o aumento da concentração de areia (Figura 22(a)). A Figura 22(b)
mostra que a correlação entre o teor de areia e a porosidade não permite verificar
uma tendência entre esses parâmetros.
P á g i n a | 42
100
Teor de Areia (%)
a
80
60
40
y = 0,0882x - 60,746
R² = 0,3058
20
0
1000
1200
1400
1600
1800
Densidade (Kg/m³)
100
Teor de Areia (%)
b
80
60
40
y = -75,903x + 116,51
R² = 0,0494
20
0
0,6
0,7
0,8
0,9
1
1,1
1,2
Porosidade
Figura 22: Gráficos de correlação. (a) Relação entre o teor areia e densidade do sedimento; (b)
Relação entre o teor de areia e porosidade do sedimento.
6.2.4. Densidade e Porosidade
A densidade do sedimento superficial da planície de maré apresentou uma
tendência geral de diminuir em relação ao estudo feito por Godinho (2009) (Figura
23), e este fato pode estar associado às forçantes meteorológicas e às ações
antrópicas.
De acordo com Whitehouse et al., (2000), o fundo coesivo apresenta três
estágios principais de consolidação, que dependem da concentração no ambiente e
da densidade: as lamas fluidas móveis com valores de densidade até 1080kg/m³; as
lamas fluidas estacionárias que apresentam densidade até 1150kg/m³; e o fundo
consolidado com as maiores densidades entre 1300 a 1700kg/m³. Os resultados
P á g i n a | 43
demonstram que os três tipos de fundo foram encontrados na área de estudo. Cabe
ressaltar que as lamas fluidas estão ligadas aos primeiros estágios de consolidação
e que podem ser movimentadas frequentemente pelas correntes ou ondas.
Bassoullet et al., (2000) realizaram estudos na planicie de maré de Brouage na
Baia de Marennes-Oléron na França e determinaram a densidade do sedimento
superficial em seis estações dispostas transversalmente; As estações localizadas na
na região intermediária apresentam os maiores valores de densidade, entre 1300
kg/m³ e 1400 kg/m³, enquanto que as partes mais internas e externas apresentaram
as menores densidades, entre 1250 e 1300 kg/m³. Isso ocorre devido ao fato de que
a lama fluida geralmente cruza a região de média planície sem se depositar. A
deposição de sedimento de baixa densidade geralmente ocorre na parte superior da
Estação 1
Estação 2
Chuvas
1800
1600
1400
1200
1000
nov-07
dez-07
jan-08
fev-08
mar-08
abr-08
mai-08
jun-08
jul-08
ago-08
set-08
out-08
nov-08
dez-08
jan-09
fev-09
mar-09
abr-09
mai-09
jun-09
jul-09
ago-09
set-09
out-09
800
700
600
500
400
300
200
100
0
Pluviosidade (mm)
Densidade (kg/m³)
planície.
a
Estação 1
Estação 2
Chuvas
1800
1600
1400
1200
1000
mar-10
abr-10
mai-10
jun-10
jul-10
ago-10
set-10
out-10
nov-10
dez-10
jan-11
fev-11
mar-11
abr-11
mai-11
jun-11
jul-11
ago-11
set-11
out-11
nov-11
dez-11
jan-12
fev-12
mar-12
abr-12
mai-12
jun-12
jul-12
ago-12
set-12
800
700
600
500
400
300
200
100
0
Pluviosidade (mm)
Densidade (kg/m³)
Data (meses)
b
Data (meses)
Figura 23: Variação da densidade do sedimento superficial e da pluviosidade durante o período de
monitoramento. (a) Monitoramento de novembro-07 a setembro-09 (GODINHO, 2009). (b)
Monitoramento de março-10 a setembro-12.
P á g i n a | 44
Godinho (2009) determinou que a planície apresentou características de fundo
consolidado devido às grandes densidades encontrados, e isso foi devido aos baixos
índices de pluviosidade neste período fizeram com que o volume de água do canal
não fosse suficiente para erodir e movimentar o sedimento do fundo da planície,
aliado a isto está o fato de que a baixa pluviosidade pode não ter trazido material
suficiente para a formação de camadas menos densas de sedimento.
Após o período de chuvas intensas no final de 2008, Godinho (2009) observou
uma diminuição da densidade até apresentar características de lama fluida móvel.
Esse padrão se deve às chuvas que possivelmente aumentaram a quantidade de
material no sistema, juntamente comas obras da Ponte da Passagem, causando a
diminuição de densidade observada.
A partir de 2010 foi constatado uma clara relação da densidade com a
pluviosidade onde logo após a períodos chuvosos os valores de densidade
apresentam um acréscimo. O aumento do fluxo causa a retirada da lama fluida
móvel e da lama fluida estácionária da planície de maré deixando apenas a lama
consolidada no sedimento superficial. No momento de coleta essa lama vai
apresentar uma densidade maior. Com a diminuição da vazão de água, o material
em suspensão na coluna d’água irá retornar a planície e depositar na forma de lama
fluida estácionária e móvel, diminuindo assim a densidade do sedimento superficial.
Entre junho-10 e janeiro-12, a densidade da planície apresenta valores de lama
fluida estacionária, com média de 1142.5 kg/m³ e 1150.8 kg/m³ para as estações 1 e
2 respectivamente, exceto em periodos de chuvas mais intensas onde encontra-se
valores de fundo consolidado. Já no último ano de monitoramento, os valores
indicam novamente fundo consolidado com média de 1187.2 kg/m³ e 1169.8 kg/m³
para estações 1 e 2 respectivamente, reforçando a possibilidade de o sistema
novamente estar entrando em equilíbrio, visto que no período anterior à intervenção
antrópica, o fundo apresentou características de consolidação em todos os
momentos.
O resultado da correlação entre densidade e porosidade está representado no
gráfico da Figura 24. Como era de se esperar, a tendência observada apresenta
uma correlação inversa, quanto maior a densidade menor a porosidade. Os valores
encontrados condizem com os resultados mostrados na Figura 25 (WHITEHOUSE,
et al., 2000).
P á g i n a | 45
1400
y = -1614,9x + 2642,9
R² = 0,9986
Densidade (kg/m³)
1300
1200
1100
1000
0,8
0,85
0,9
Porosidade
0,95
1
Figura 24: Gráfico de correlação entre densidade e porosidade.
Figura 25: Conversões entre as medidas mais utilizadas para superfície de sedimentos (adaptado de
Whitehouse, 2000).
P á g i n a | 46
A porosidade é uma propriedade física definida pela relação entre o volume de
poros e o volume total de um determinado material, como rochas ou solos. Existem
dois tipos fundamentais de porosidade nos materiais terrestres: Primária e
secundária. A porosidade primária é gerada juntamente com o sedimento ou rocha,
onde é caracterizada pelos espaços entre os clastos ou grãos. O tamanho e forma
das partículas, o seu grau de seleção e a presença de cimentação influenciam a
porosidade. A porosidade secundária ocorre por fraturamento ou falhamento durante
sua deformação (porosidade de fraturas) (TEIXEIRA et al., 2000)
Um ponto a destacar é que o sedimento argiloso, por exemplo, apesar de
possuir alta porosidade, é praticamente impermeável, pois os poros são muitos
pequenos e a água fica presa por adsorção, impedindo que a água percole entre os
poros. Devido a essas características, esse tipo de sedimento apresenta densidade
elevada, porém elas são alteradas quando o sedimento apresenta elevado teor de
água, a sua densidade diminui, indicando características de lama fluida. Dessa
mesma maneira um solo com maior teor de areia pode estar associado a um fundo
consolidado, com baixa porosidade, alta densidade e grau de compactação
(TEIXEIRA et al., 2000).
A Figura 26 mostra que porosidade do fundo se mantém constante durante
todo o período de monitoramento, apresentando médias de 0.93 para a estação 1 e
0.92 para a estação 2. Essa porosidade é relacionada aos estágios de consolidação
encontrados nos neste período, onde em sua maior parte, apresentou características
de lama fluida estacionária.
(Porosidade)
1,5
1,0
0,5
Estação 1
Estação 2
0,0
Campo (Meses)
Figura 26: Variação da porosidade ao longo do período de monitoramento.
P á g i n a | 47
Durante todo o monitoramento, a superfície da planície de maré apresentou os
três estágios de consolidação do sedimento. Os dois primeiros anos mostraram um
fundo com características de lama fluida estacionária e lama fluida móvel, e alguns
episódios de fundo consolidado, estes associados a maiores pluviosidades,
enquanto que no último ano o fundo apresentou somente características de fundo
consolidado. Godinho (2009) afirma que a estação chuvosa entre outubro-10 e
março-09 pode ter sido determinante para modificação das características do
sedimento, uma vez que o fundo coesivo necessita de grande energia para ser
erodido. A ação combinada das intensas chuvas neste período com a construção da
nova ponte pode ter colocado a disposição grandes quantidades de sedimento,
diminuindo a densidade do fundo que formaram a superfície de lama fluida
observada nos anos seguintes.
P á g i n a | 48
7. CONCLUSÕES

A tendência geral observada nos três anos de monitoramento da planície de
maré é de acresção. Os dois primeiros anos apresentaram um intenso
processo de acresção enquanto que o último ano apresentou uma tendência
de estabilidade.

As principais condicionantes da morfologia da planície de maré são as
meteorológicas e hidrodinâmicas, respectivamente, chuvas e marés.

A estação 2 se mostrou mais suscetível às forçantes hidrodinâmicas e
meteorológicas devido à sua proximidade ao canal principal.

A construção da nova Ponte da Passagem contribuiu de forma aguda no
equilíbrio da planície de maré, onde a ressuspensão de sedimento causada
pelas obras, fez com que este fosse transportado pelas correntes de maré até
as áreas mais abrigadas da planície, permitindo a intensa acresção
observada durante o monitoramento.

As propriedades sedimentológicas avaliadas caracterizam a planície de maré
estudada como um ambiente com altos valores de matéria orgânica, baixos
teores de carbonato de cálcio e teor de areia variando entre baixas e altas
concentrações.

A pluviosidade (fluxo do canal) é um grande condicionante para entrada de
matéria orgânica na planície evitando sua deposição e promovendo o
transporte para outras áreas.

A correlação entre matéria orgânica e densidade apresentou um resultado
diferente do esperado, onde o teor matéria orgânica diminui com o aumento
da densidade. Quanto a correlação com a porosidade, os resultados foram
bem menos significativos.

Os teores de carbonato de cálcio encontrados foram pouco significantes
revelando ainda pouca relação com a densidade e porosidade do sedimento.

Os teores de areia encontrados variaram bastante durante todo o período de
monitoramento indicando que a pluviosidade é grande condicionante de
entrada deste tipo de sedimento no sistema.

As obras da Ponte da Passagem alteraram significativamente a granulometria
do sedimento, evidenciado pelo decaimento dos teores até o final do
monitoramento.
P á g i n a | 49

A densidade superficial do sedimento mostrou forte relação com a
pluviosidade. A maior quantidade de chuvas observadas evidenciou aumento
da densidade do fundo da planície de maré.

As variáveis tanto morfológicas quanto sedimentológicas responderam às
variações pluviométricas.
P á g i n a | 50
8. REFERÊNCIAS
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